FR3019539A1 - MIXED OXIDES AND SULFIDES OF BISMUTH AND COPPER FOR PHOTOVOLTAIC APPLICATION - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un matériau comprenant au moins un composé de formule Bi1-xMxCu1-y-εM'yOS1-zM"z, les procédés de préparation de ce matériau et leur utilisation à titre de semi-conducteur, notamment pour application photoélectrochimique ou photochimique, en particulier pour fournir un photocourant. L'invention concerne également les dispositifs photovoltaïques mettent en œuvre ces composés.The present invention relates to a material comprising at least one compound of formula Bi1-xMxCu1-y-εM'yOS1-zM "z, processes for the preparation of this material and their use as semiconductors, in particular for photoelectrochemical or photochemical application. The invention also relates to photovoltaic devices using these compounds.
Description
Oxydes et sulfures mixtes de bismuth et cuivre pour application photovoltaïque La présente invention a trait au domaine des composés inorganiques semi- conducteurs, en particulier destinés à fournir un photocourant, notamment par effet photovoltaïque. De nos jours, les technologies photovoltaïques employant des composés inorganiques sont principalement fondées sur les technologies du silicium (plus de 80% du marché) et sur les technologies dites « couche mince » (principalement le CdTe et le CIGS (Cuivre Indium Gallium Sélénium), représentant 20% du marché). La croissance du marché du photovoltaïque semble exponentielle (40 GW cumulés en 2010, 67 GW cumulés en 2011).The present invention relates to the field of semiconducting inorganic compounds, in particular intended to provide a photocurrent, in particular by photovoltaic effect. Nowadays, photovoltaic technologies using inorganic compounds are mainly based on silicon technologies (over 80% of the market) and on thin film technologies (mainly CdTe and CIGS (Copper Indium Gallium Selenium), representing 20% of the market). The growth of the photovoltaic market seems exponential (40 GW cumulated in 2010, 67 GW cumulated in 2011).
Malheureusement, ces technologies souffrent d'inconvénients limitant leur capacité à satisfaire ce marché grandissant. Ces inconvénients incluent une mauvaise flexibilité pour ce qui est du silicium d'un point de vue mécanique et d'installation, et la toxicité et la rareté des éléments pour les technologies « couche mince ». En particulier, le cadmium, le tellure et le sélénium sont toxiques. Par ailleurs, l'indium et le tellure sont rares, ce qui se répercute notamment sur leur coût. Pour ces raisons, on cherche à s'affranchir de la mise en oeuvre de l'indium, du cadmium, du tellure et du sélénium ou à diminuer leur proportion.Unfortunately, these technologies suffer from disadvantages limiting their ability to satisfy this growing market. These disadvantages include poor flexibility in silicon from a mechanical and installation point of view, and toxicity and scarcity of elements for thin-film technologies. In particular, cadmium, tellurium and selenium are toxic. In addition, indium and tellurium are rare, which has a particular impact on their cost. For these reasons, it seeks to overcome the implementation of indium, cadmium, tellurium and selenium or to reduce their proportion.
Une voie qui a été préconisée pour remplacer l'indium dans le CIGS est de le remplacer par le couple (Zn2+, Sn4+). Dans ce cadre, il a été notamment proposé le composé Cu2ZnSnSe4 (dit CZTS). Ce matériau est aujourd'hui considéré comme le plus sérieux successeur du CIGS en termes d'efficacité, mais qui présente l'inconvénient de toxicité du sélénium. Pour ce qui est du sélénium et du tellure, peu de solutions de substitution ont été proposées et elles s'avèrent généralement peu intéressantes. Les composés comme le SnS, le FeS2 et le Cu2S ont bien été testés mais, bien qu'ils aient des propriétés R 2014/032 2 intrinsèques intéressantes (gap, conductivité...), ils ne s'avèrent pas assez stables chimiquement (ex : le Cu2S se transforme très facilement en Cu2O au contact de l'air et de l'humidité). A ce jour, à la connaissance des inventeurs, il n'a pas été publié de solution satisfaisante permettant d'obtenir une bonne efficacité photovoltaïque sans problèmes liés à la toxicité et/ou la rareté des éléments employés dans un système photovoltaïque. Un but de la présente invention est justement de fournir des composés inorganiques alternatifs à ceux utilisés dans les technologies photovoltaïques actuelles, qui permettent d'éviter les problèmes précités. A cet effet, la présente invention propose d'utiliser une nouvelle famille de matériaux inorganiques, dont les inventeurs ont maintenant mis en évidence que, de façon inattendue, ils s'avèrent présenter une bonne efficacité, et qu'ils présentent l'avantage de ne pas avoir à utiliser, ou à une très faible teneur, des métaux rares ou toxiques du type In, Te, Cd précités, et offrent en outre la possibilité d'employer des anions, tels que Se ou Te, en une teneur réduite, voire de ne pas utiliser ce type d'anions. L'un des objets de la présente invention est un nouveau matériau comprenant au moins un composé de formule (I) : Bii,MxCui_y_EM'yOSi_Arz (I) dans lequel M est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, TI, Mg, les terres rares, M' est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (B) constitué par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, M" est un halogène, x, y et z sont des nombres inférieurs à 1, en particulier inférieurs à 0,6, notamment inférieurs à 0,5, par exemple inférieurs à 0,2, avec au moins un des nombres x, y ou z non nul, et 0 E < 0,2. Lorsqu'ils sont présents, les éléments M, M' et M" sont généralement des éléments de substitution occupant respectivement la place de l'élément Bi, de l'élément 3019539 R 2014/032 3 Cu et de l'élément S. Par « matériau comprenant au moins un composé de formule (I) », on entend un solide, généralement sous forme divisée (poudre, dispersion) ou sous forme d'un revêtement ou d'une couche continue ou discontinue sur un support, et qui comprend, voire consiste en, un composé répondant à la formule (I). Par « terre rare », on entend les éléments du groupe constitué par l'yttrium et le scandium et les éléments de la classification périodique de numéro atomique compris 10 inclusivement entre 57 et 71. Selon l'invention, l'élément M peut de préférence être choisi parmi les éléments Sb, Pb, Ba et les terres rares. L'élément M peut par exemple être du lutécium. Selon l'invention, l'élément M' peut de préférence être choisi parmi les éléments 15 Ag, Zn, Mn. L'élément M' peut par exemple être l'élément Ag. Selon l'invention, l'élément M" peut notamment être l'élément I. Dans une première variante de l'invention, le composé de formule (I) selon l'invention répond à la formule suivante : Bi M 'OS (la), où x # 0, c est un nombre nul 20 ou non nul et M est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Tl, Mg, les terres rares. Selon un mode de réalisation de cette variante de l'invention, M est un élément ou un mélange d'éléments choisis parmi les terres rares. Le composé peut alors par exemple répondre à la formule Bii,LuxCuOS où x # 0 25 et E = O. Dans une deuxième variante de l'invention, le composé de formule (I) selon l'invention répond à la formule suivante : BiCui_y_EM'yOS (lb), où y # 0, E est un nombre nul ou non nul et M' est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (B) constitué par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd. 30 Selon un mode de réalisation de cette variante de l'invention, M' est un élément ou un mélange d'éléments choisis parmi les éléments Ag et Zn. Le composé peut alors par exemple répondre à la formule BiCui_yAgyOS ou à la formule BiCul_yZnyOS où y # 0 et s = 0. Dans une troisième variante de l'invention, le composé de formule (I) selon R 2014/032 4 l'invention répond à la formule suivante : BiCu0SzM' i_z (Ic), où z # 0, E est un nombre nul ou non nul et M" est un halogène. Selon un mode de réalisation de cette variante de l'invention, M" est l'élément I, et le composé répond alors à la formule BiCu0Szli_z où z # 0 et s = O.One way that has been recommended to replace indium in the CIGS is to replace it with the couple (Zn2 +, Sn4 +). In this context, it has been proposed in particular the compound Cu2ZnSnSe4 (called CZTS). This material is today considered the most serious successor of CIGS in terms of efficiency, but which has the disadvantage of toxicity of selenium. With regard to selenium and tellurium, few alternatives have been proposed and they are generally not very interesting. Compounds such as SnS, FeS2 and Cu2S have been well tested but, although they have interesting intrinsic properties (gap, conductivity ...), they do not prove to be sufficiently stable chemically ( eg Cu2S is very easily converted to Cu2O in contact with air and moisture). To date, to the knowledge of the inventors, it has not been published satisfactory solution for obtaining good photovoltaic efficiency without problems related to the toxicity and / or scarcity of the elements used in a photovoltaic system. An object of the present invention is precisely to provide inorganic compounds alternative to those used in current photovoltaic technologies, which make it possible to avoid the aforementioned problems. For this purpose, the present invention proposes to use a new family of inorganic materials, whose inventors have now shown that, unexpectedly, they prove to have good efficiency, and that they have the advantage of not having to use, or at a very low level, rare or toxic metals of the type In, Te, Cd mentioned above, and furthermore offer the possibility of using anions, such as Se or Te, in a reduced content, even not to use this type of anions. One of the objects of the present invention is a novel material comprising at least one compound of formula (I): wherein M is an element or a mixture of elements selected from group (A). ) consisting of Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Ti, Mg, rare earths, M 'is a member or a mixture of elements selected from the group (B) consisting of Ag, Ti , V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, M "is a halogen, x, y and z are numbers less than 1, in particular less than 0.6, especially less than 0.5, for example less than 0.2, with at least one of the numbers x, y or z not zero, and 0 E <0.2, where present, the elements M, M 'and M "are generally substitution elements respectively occupying the place of the element Bi, the element Cu and the element S." Material comprising at least one compound of formula (I) ", we mean a solid, usually in form divided (powder, dispersion) or in the form of a coating or a continuous or discontinuous layer on a support, and which comprises, or even consists of, a compound of formula (I). "Rare earth" means the elements of the group constituted by yttrium and scandium and the elements of the Periodic Table with an atomic number inclusive of between 57 and 71. According to the invention, the element M may preferably be selected from the elements Sb, Pb, Ba and rare earths. The element M may for example be lutetium. According to the invention, the element M 'may preferably be chosen from the elements Ag, Zn, Mn. The element M 'may for example be the element Ag. According to the invention, the element M "may in particular be the element I. In a first variant of the invention, the compound of formula (I) according to the The invention has the following formula: Bi M 'OS (la), where x # 0, c is a zero or non-zero number and M is an element or a mixture of elements selected from group (A) consisting of Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, T1, Mg, rare earths According to one embodiment of this variant of the invention, M is an element or a mixture of elements chosen from The compound may then, for example, correspond to the formula Bii, LuxCuOS where x # 0 and E = O. In a second variant of the invention, the compound of formula (I) according to the invention corresponds to the formula following: BiCui_y_EM'yOS (lb), where y # 0, E is a zero or non-zero number and M 'is an element or a mixture of elements selected from the group (B) consisting of Ag, Ti, V, Cr , Mn, Fe, Co, Ni , Zn, Ga, Mg, Al, Cd. According to one embodiment of this variant of the invention, M 'is an element or a mixture of elements chosen from the Ag and Zn elements. The compound can then for example respond to the formula BiCui_yAgyOS or to the formula BiCul_yZnyOS where y # 0 and s = 0. In a third variant of the invention, the compound of formula (I) according to R 2014/032 4 the invention corresponds to the following formula: BiCu0SzM 'i_z (Ic), where z # 0, E is a zero or non-zero number and M "is a halogen According to one embodiment of this variant of the invention, M" is I element, and the compound then responds to the formula BiCu0Szli_z where z # 0 and s = O.
L'invention a également pour objet différentes voies d'accès au matériau selon l'invention. Ainsi dans une première variante, l'invention a pour objet un premier procédé de préparation du matériau selon l'invention comprenant une étape de broyage solide d'un 10 mélange comprenant au moins des composés inorganiques de bismuth et de cuivre, et éventuellement au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Bi et les éléments du groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Tl, Mg, les terres rares, et éventuellement au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou 15 oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Cu et les éléments du groupe (B) constitué par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd. Selon cette variante, on broie un mélange sous forme solide comprenant au moins des composés inorganiques de bismuth et de cuivre. De préférence, les composés inorganiques de bismuth et de cuivre présents dans le mélange sont au moins les 20 composés Bi203, Bi2S3 et Cu2S. Ce broyage peut se faire selon tout moyen connu en soi. Ce mélange peut notamment être placé dans un mortier en agate. Le broyage peut par exemple être réalisé avec un broyeur planétaire. Pour faciliter le broyage, il est possible d'ajouter au mélange sous forme solide des 25 billes de broyage qui consistent par exemple en des billes en acier inoxydable, des billes en acier spécial au chrome, des billes en agate, des billes en carbure de tungstène, des billes en oxyde de zirconium. Le temps de broyage peut être ajusté selon le produit recherché. Il peut notamment être compris entre 20 minutes et 96 heures, notamment entre 1 heure et 30 72 heures. Les composés inorganiques de bismuth et de cuivre dans le mélange peuvent se présenter sous la forme de particules présentant une granulométrie inférieure à 50 pm, en particulier inférieure à 10 pm, par exemple inférieure à 1 pm. Les dimensions de particules auxquelles il est fait référence ici peuvent R 2014/032 typiquement être mesurées par microscopie électronique à balayage (MEB). Dans une deuxième variante, l'invention a pour objet un deuxième procédé de préparation du matériau selon l'invention en réalisant une réaction de précipitation 5 comprenant les étapes suivantes : (a) préparation d'au moins une solution comprenant des précurseurs métalliques sous forme d'au moins un sel des composés inorganiques de bismuth, et éventuellement d'au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Bi et les éléments du groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, TI, Mg, les terres rares, et (b) préparation d'au moins une solution comprenant des précurseurs métalliques sous forme d'au moins un sel des composés inorganiques de cuivre, et éventuellement d'au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Cu et les éléments du groupe (B) constitué par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, et, (c) éventuellement préparation d'au moins une solution comprenant une source de soufre, (d) précipitation par mélanges des solutions obtenues à l'issue des étapes (a), (b) et éventuellement (c), (e) filtration, et lavage si nécessaire, du composé de formule (I) obtenu à l'issue de l'étape (d). Ce procédé consiste à réaliser une réaction de précipitation en mettant en oeuvre des précurseurs métalliques solubles afin d'obtenir un mélange homogène des éléments de substitution dans le matériau comprenant le composé de formule (I). Les différentes solutions de précurseurs sont préparées séparément, puis mélangées entre elles, ce par quoi l'on obtient un mélange homogène et des tailles de particules submicroniques. Dans certain cas, la précipitation peut être effectuée en élevant la température notamment pour obtenir une meilleure cristallisation. A titre illustratif, une telle précipitation peut être réalisée de la façon suivante : (a)-(b) fourniture d'une solution des précurseurs métalliques solubles. On peut par exemple préparer une solution à pH basique dans laquelle : - les éléments Bi et du groupe (A) sont stabilisés par complexation avec un R 2014/032 6 anion polycarboxylate fortement complexant comme un citrate, lactate, tartrate... - le cuivre est stabilisé sous forme de cuivre (I) par addition d'un excès d'agent réducteur (tel que par exemple du thiosulfate de sodium, de l'hydrazine ...), - le cuivre et les éléments du groupe (B) peuvent être maintenus solubles en milieu basique soit par l'action du pH basique (AI, Zn) soit stabilisés en milieu basique par addition de ligands complexant l'ion tels que des ligands aminés (ammoniaque, ethylène diamine, amine organique ...). (c) fourniture d'une solution comprenant une source de soufre, par exemple des ions sulfures (d) mélange des solutions obtenues à l'issue des étapes (a) et (b) avec la solution obtenue à l'issue de l'étape (c). La vitesse de mélange et la température du mélange peuvent être ajustées pour contrôler la morphologie ou la taille des particules solides obtenues. (e) chauffage et agitation pendant un temps suffisant pour obtenir la cristallisation du composé souhaité. Le composé est ensuite filtré et lavé pour éliminer les ions non retenus dans la composition solide, puis il est séché à l'étuve. Dans une troisième variante, l'invention a pour objet un troisième procédé de préparation du matériau selon l'invention comprenant les étapes suivantes : (a') fourniture d'un mélange comprenant au moins, à l'état dispersé, des composés inorganiques de bismuth et de cuivre et, éventuellement au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Bi et les éléments du groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Tl, Mg, les terres rares, et éventuellement au moins un oxyde, sulfure, oxysulfure, halogénure ou oxyhalogénure d'au moins un élément choisi parmi Cu et les éléments du groupe (B) constitué par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, et, éventuellement une source de soufre, (b') dissolution du mélange dans l'eau ou un milieu aqueux dans des conditions hydrothermales et de préférence sous agitation, et (c') refroidissement de la solution obtenue, ce par quoi l'on obtient des particules du composé de formule (I) Bi M Cil M (IBIS M i-x-x--1-y-E-'y- où x, y, z, E ont les définitions précitées.The invention also relates to different access routes to the material according to the invention. Thus, in a first variant, the subject of the invention is a first method for preparing the material according to the invention comprising a step of solid grinding of a mixture comprising at least inorganic compounds of bismuth and copper, and possibly at least an oxide, sulfide, oxysulfide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Bi and the elements of group (A) consisting of Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Tl, Mg, the rare earths, and optionally at least one oxide, sulphide, oxysulphide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Cu and elements of the group (B) consisting of Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co , Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd. According to this variant, a solid form mixture comprising at least inorganic compounds of bismuth and copper is ground. Preferably, the inorganic bismuth and copper compounds present in the mixture are at least Bi203, Bi2S3 and Cu2S. This grinding can be done according to any known means. This mixture can in particular be placed in an agate mortar. The grinding may for example be carried out with a planetary mill. To facilitate grinding, it is possible to add to the mixture in solid form grinding balls which consist, for example, of stainless steel balls, balls of special chromium steel, agate balls, carbide balls, tungsten, balls made of zirconium oxide. The grinding time can be adjusted according to the desired product. It may especially be between 20 minutes and 96 hours, in particular between 1 hour and 30 hours. The inorganic compounds of bismuth and copper in the mixture may be in the form of particles having a particle size less than 50 μm, in particular less than 10 μm, for example less than 1 μm. The particle sizes referred to herein can typically be measured by scanning electron microscopy (SEM). In a second variant, the subject of the invention is a second process for preparing the material according to the invention by carrying out a precipitation reaction comprising the following steps: (a) preparation of at least one solution comprising metal precursors in the form of at least one salt of the inorganic bismuth compounds, and optionally at least one oxide, sulphide, oxysulfide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Bi and the elements of the group (A) consisting of Pb, Sn , Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Ti, Mg, rare earths, and (b) preparing at least one solution comprising metal precursors in the form of at least one salt of the inorganic copper compounds, and optionally at least one oxide, sulfide, oxysulfide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Cu and the elements of group (B) consisting of Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Zn, Ga, Mg, Al, Cd, and, (c) optionally separation of at least one solution comprising a source of sulfur, (d) mixing precipitation of the solutions obtained at the end of steps (a), (b) and optionally (c), (e) filtration, and washing if necessary of the compound of formula (I) obtained at the end of step (d). This method consists in carrying out a precipitation reaction by using soluble metal precursors in order to obtain a homogeneous mixture of the substitution elements in the material comprising the compound of formula (I). The different precursor solutions are prepared separately and then mixed together, whereby a homogeneous mixture and submicron particle sizes are obtained. In certain cases, the precipitation can be carried out by raising the temperature in particular to obtain a better crystallization. As an illustration, such a precipitation can be carried out as follows: (a) - (b) providing a solution of the soluble metal precursors. For example, it is possible to prepare a basic pH solution in which: the elements Bi and of the group (A) are stabilized by complexing with a strongly complexing polycarboxylate anion such as a citrate, lactate or tartrate; copper is stabilized in the form of copper (I) by addition of an excess of reducing agent (such as, for example, sodium thiosulphate, hydrazine, etc.), copper and the elements of group (B) can be kept soluble in basic medium either by the action of basic pH (AI, Zn) or stabilized in basic medium by addition of ligands complexing the ion such as amino ligands (ammonia, ethylene diamine, organic amine ...) . (c) providing a solution comprising a source of sulfur, for example sulphide ions (d) mixing the solutions obtained at the end of steps (a) and (b) with the solution obtained at the end of the step (c). The mixing speed and the temperature of the mixture can be adjusted to control the morphology or size of the solid particles obtained. (e) heating and stirring for a time sufficient to obtain crystallization of the desired compound. The compound is then filtered and washed to remove non-retained ions in the solid composition and is then oven-dried. In a third variant, the subject of the invention is a third method for preparing the material according to the invention comprising the following steps: (a ') providing a mixture comprising at least, in the dispersed state, inorganic compounds of bismuth and copper and optionally at least one oxide, sulfide, oxysulfide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Bi and the elements of group (A) consisting of Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Tl, Mg, the rare earths, and optionally at least one oxide, sulphide, oxysulfide, halide or oxyhalide of at least one element selected from Cu and the elements of the group (B) consisting of Ag, Ti, V , Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, and optionally a source of sulfur, (b ') dissolving the mixture in water or an aqueous medium under hydrothermal conditions and preferably with stirring, and (c ') cooling of the resulting solution, whereby one obtains icules of the compound of formula (I) wherein: x, y, z, E are as defined above.
R 2014/032 7 Le milieu aqueux employé dans l'étape (b') peut notamment être un solvant, par exemple, un mélange d'éthylène glycol ou un liquide ionique à reflux. Il peut être réalisé, à l'issue de l'étape (c'), une étape de désagglomération, par exemple, au moyen d'une sonde à ultra-sons.The aqueous medium used in step (b ') can in particular be a solvent, for example a mixture of ethylene glycol or a refluxing ionic liquid. At the end of step (c '), a deagglomeration step can be carried out, for example, by means of an ultrasound probe.
De préférence, les composés inorganiques de bismuth et de cuivre fournis dans le mélange de l'étape (a') sont au moins Bi203 et Cu2O. Selon un autre mode de réalisation possible, on peut employer des sels solubles de bismuth et de cuivre. Notamment, en cas d'absence d'oxyde des composés inorganiques dans l'étape (a'), l'étape (b') est avantageusement conduite en présence d'une source d'oxygène, telle que l'eau, des nitrates ou encore des carbonates. La source de soufre employée dans l'étape (a') peut être choisie parmi le soufre, le sulfure d'hydrogène H2S et ses sels, un composé organique soufré (thiol, thioéther, thioamide...), de préférence un sulfure de sodium anhydre ou hydraté.Preferably, the inorganic bismuth and copper compounds provided in the mixture of step (a ') are at least Bi 2 O 3 and Cu 2 O. In another possible embodiment, soluble salts of bismuth and copper may be employed. In particular, in the absence of oxide of the inorganic compounds in step (a '), step (b') is advantageously carried out in the presence of a source of oxygen, such as water, nitrates or even carbonates. The source of sulfur employed in step (a ') may be chosen from sulfur, hydrogen sulphide H2S and its salts, an organic sulfur compound (thiol, thioether, thioamide, etc.), preferably a sulphide of anhydrous or hydrated sodium.
Préférentiellement, quelle que soit leur nature exacte, les oxydes à l'état dispersé sont employé dans l'étape (a') sous la forme de particules, typiquement sous la forme de poudres, ayant une granulométrie inférieure à 10 pm, en particulier inférieure à 5 pm, préférentiellement inférieure à 1 pm. Cette granulométrie peut par exemple être obtenue par broyage préalable des oxydes (séparément, ou plus avantageusement dans le cas de mélanges d'oxydes, ce broyage peut être effectué sur le mélange d'oxydes), par exemple, à l'aide d'un dispositif de type microniseur ou broyeur humide à billes. Dans l'étape (b'), la dissolution est opérée dans des « conditions hydrothermales ». On entend par conditions hydrothermales au sens de la présente description que l'étape est conduite à une température supérieure à 180 °C sous la pression de vapeur saturante de l'eau. Lorsqu'on effectue un broyage, la température de l'étape (b') peut être inférieure à 240 °C, voire inférieure à 210 °C, par exemple entre 180 °C et 200 °C.Preferably, irrespective of their exact nature, the oxides in the dispersed state are employed in step (a ') in the form of particles, typically in the form of powders, having a particle size of less than 10 μm, in particular lower than at 5 μm, preferably less than 1 μm. This particle size can for example be obtained by prior grinding of the oxides (separately, or more advantageously in the case of oxide mixtures, this grinding can be carried out on the oxide mixture), for example, using a Micronizer type device or wet ball mill. In step (b '), the dissolution is carried out in "hydrothermal conditions". By hydrothermal conditions in the sense of the present description is meant that the step is conducted at a temperature above 180 ° C under the saturated vapor pressure of water. When grinding is carried out, the temperature of step (b ') may be less than 240 ° C, or even less than 210 ° C, for example between 180 ° C and 200 ° C.
Alternativement, on peut effectuer l'étape (b') sans broyage préalable, auquel cas il est cependant préférable de conduire l'étape à une température supérieure à 240 °C, de préférence supérieure à 250 °C. De préférence, dans l'étape (b'), on place le mélange dans l'eau à une température inférieure aux conditions hydrothermales (typiquement à une température R 2014/032 8 ambiante et sous pression atmosphérique), puis on monte lentement la température, avantageusement à raison de moins de 10 °C/min, par exemple entre 0,5 et 5 °C/min, typiquement de 2,5 °C/min, en opérant typiquement en milieu fermé (en employant un dispositif de type bombe hydrothermale, notamment bombe Parr) jusqu'à atteindre la température d'opération. Dans l'étape (b'), la dissolution est spécifiquement effectuée sous agitation. Cette agitation peut être notamment réalisée par une agitation magnétique, par exemple en plaçant la bombe hydrothermale, sur un agitateur magnétique, l'ensemble étant placé dans une enceinte chauffante (telle une étuve).Alternatively, step (b ') can be carried out without preliminary grinding, in which case it is however preferable to carry out the step at a temperature greater than 240 ° C., preferably greater than 250 ° C. Preferably, in step (b '), the mixture is placed in water at a temperature below the hydrothermal conditions (typically at an ambient temperature and under atmospheric pressure), then the temperature is slowly raised. advantageously at a rate of less than 10 ° C./min, for example between 0.5 and 5 ° C./min, typically 2.5 ° C./min, typically operating in a closed medium (using a bomb-type device) hydrothermal, including Parr bomb) until reaching the operating temperature. In step (b '), the dissolution is specifically carried out with stirring. This agitation can be carried out in particular by magnetic stirring, for example by placing the hydrothermal bomb, on a magnetic stirrer, the assembly being placed in a heating chamber (such as an oven).
L'étape (b') est conduite pendant une durée suffisante pour obtenir la dissolution. Typiquement, la température est maintenue à au moins 190 °C pendant au moins 12 heures, par exemple pendant 48 heures, voire 7 jours. A l'issue de la dissolution opérée dans l'étape (b'), la solution obtenue est, dans l'étape (c), typiquement ramenée à une température ambiante ou plus généralement à une température comprise entre 10 et 30 °C par un refroidissement, par exemple en diminuant la température à raison d'au moins 1 °C/min, de préférence par un refroidissement plus rapide, avec une diminution typiquement d'au moins 3 °C/min, par exemple de 3 à 5 °C/min. Ce type de refroidissement conduit typiquement à des particules ayant une longueur comprise entre 50 nm et 5 pm, typiquement entre 100 nm et 1 pm, et une épaisseur de 50 nm. Par ailleurs, sans vouloir être lié à une théorie particulière, les vitesses de refroidissement élevées précitées conduisent en général à de très faibles taux d'impuretés (Cu2S, Bi203 et Cu2BiS3 notamment).Step (b ') is conducted for a time sufficient to obtain dissolution. Typically, the temperature is maintained at at least 190 ° C for at least 12 hours, for example for 48 hours, or even 7 days. At the end of the dissolution carried out in step (b '), the solution obtained is, in step (c), typically reduced to an ambient temperature or more generally to a temperature of between 10 and 30 ° C. cooling, for example by decreasing the temperature by at least 1 ° C / min, preferably by a faster cooling, with a reduction typically of at least 3 ° C / min, for example from 3 to 5 ° C / min. This type of cooling typically leads to particles having a length of between 50 nm and 5 μm, typically between 100 nm and 1 μm, and a thickness of 50 nm. Moreover, without wishing to be bound to a particular theory, the above-mentioned high cooling rates generally lead to very low levels of impurities (Cu2S, Bi203 and Cu2BiS3 in particular).
De manière avantageuse, le matériau selon l'invention est obtenu par le premier procédé par broyage solide exposé ci-dessus. La présente invention a en outre pour objet l'utilisation d'un matériau comprenant au moins d'un composé de formule (I) : Bii_xMxCui_y_EM'yOS1-Arz (D dans lequel M est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (A) constitué par Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, TI, Mg, les terres rares, M' est un élément ou un mélange d'éléments choisis dans le groupe (B) constitué R 2014/032 par Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, M" est un halogène, x, y et z sont des nombres inférieurs à 1, en particulier inférieurs à 0,6, notamment inférieurs à 0,5, par exemple inférieurs à 0,2, avec au moins un des nombres x, y et z non nul, et 0 5 <0,2 à titre de semi-conducteur, notamment pour application photoélectrochimique ou photochimique, en particulier pour fournir un photocourant.Advantageously, the material according to the invention is obtained by the first solid grinding process described above. The subject of the present invention is furthermore the use of a material comprising at least one compound of formula (I): ## STR1 ## in which M is an element or a mixture of elements chosen from group (A) consisting of Pb, Sn, Hg, Ca, Sr, Ba, Sb, In, Ti, Mg, rare earths, M 'is a member or a mixture of elements selected from the group (B) consisting of R 2014/032 by Ag, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Ga, Mg, Al, Cd, M "is a halogen, x, y and z are numbers less than 1, in particular less than 0.6, especially less than 0.5, for example less than 0.2, with at least one of the numbers x, y and z not zero, and 0 <0.2 as a semiconductor, in particular for photoelectrochemical or photochemical application, in particular for providing a photocurrent.
Ce qui est indiqué dans l'exposé ci-dessus, notamment au sujet des éléments M, M' et M" s'applique à la présente utilisation selon l'invention. Le composé qui est présent dans le matériau semi-conducteur est un matériau inorganique substitué, notamment du type p.What is indicated in the above description, especially with regard to the elements M, M 'and M ", applies to the present use according to the invention The compound which is present in the semiconductor material is a material substituted inorganic, in particular of the p type.
Les substitutions chimiques du bismuth, du cuivre et/ou du soufre peuvent avoir plusieurs rôles. Dans le cas de substitutions isoélectroniques telles que la substitution de l'élément Bi par des terres rares ou par l'élément Sb ou bien encore la substitution de l'élément Cu par l'élément Ag, ces substitutions peuvent, notamment en modifiant les paramètres de maille et/ou en modifiant l'extension des orbitales et leur position énergétique, ainsi entraîner des modifications du gap (bande de valence - bande de conduction). Les substitutions aliovalentes modifient quant à elles le degré d'oxydation de l'élément Cu.Chemical substitutions of bismuth, copper and / or sulfur may have several roles. In the case of isoelectronic substitutions such as the substitution of the element Bi by rare earths or by the element Sb or alternatively the substitution of the element Cu by the element Ag, these substitutions can, in particular by modifying the parameters and / or by changing the extension of the orbitals and their energy position, thus causing changes in the gap (valence band - conduction band). The aliovalent substitutions modify the degree of oxidation of the element Cu.
L'introduction de substituants dans la structure du semi-conducteur peut, selon le cas, entraîner une réduction ou une augmentation du nombre de porteurs de charges. Les matériaux substitués peuvent notamment présenter une conductivité plus élevée, qui induit une capacité de conduction améliorée, par rapport à sa forme non substituée, ou au contraire une conductivité plus faible. Dans le cadre de la présente invention, les inventeurs ont maintenant mis en évidence que les matériaux répondant à la formule (I) précitée, en particulier, lorsqu'ils sont de type p, sont capables de fournir un photocourant lorsqu'ils sont irradiés sous une R 2014/032 10 longueur d'onde supérieure à leur gap (à savoir la génération d'une paire électron-trou au sein du matériau sous l'effet d'un photon incident d'énergie suffisante, les espèces chargées formées (l'électron et le « trou », à savoir la lacune d'électron) étant libres de se déplacer pour engendrer un courant).The introduction of substituents in the structure of the semiconductor may, as the case may be, cause a reduction or an increase in the number of charge carriers. The substituted materials may in particular have a higher conductivity, which induces an improved conduction capacity, compared to its unsubstituted form, or conversely a lower conductivity. In the context of the present invention, the inventors have now demonstrated that the materials corresponding to the above formula (I), in particular, when they are p-type, are capable of providing a photocurrent when they are irradiated under a wavelength greater than their gap (ie the generation of an electron-hole pair within the material under the effect of an incident photon of sufficient energy, the charged species formed (1). electron and the "hole", ie the electron gap) being free to move to generate a current).
En particulier, les inventeurs ont maintenant mis en évidence que les matériaux de l'invention s'avèrent propres à assurer un effet photovoltaïque. De façon générale, un effet photovoltaïque est obtenu par mise en oeuvre conjointe de deux composés semi-conducteurs de type distincts, à savoir : un premier composé présentant un caractère semi-conducteur de type p ; et un deuxième composé présentant un caractère semi-conducteur de type n. Ces composés sont placés à proximité l'un de l'autre de façon connue en soi (à savoir en contact direct ou tout au moins à une distance suffisamment faible pour assurer l'effet photovoltaïque) pour former une jonction de type p-n. Les paires électron-trou créées par absorption de lumière sont dissociées au niveau de la jonction p-n et les électrons excités peuvent être véhiculés par le semi-conducteur de type n vers l'anode, les trous étant quant à eux conduits vers la cathode via le semi-conducteur de type p. Dans le cadre de l'invention, l'effet photovoltaïque est typiquement obtenu en plaçant un matériau à base d'un semi-conducteur de formule (I) précitée, qui est en outre spécifiquement de type p, en contact avec un semi-conducteur de type n entre deux électrodes, en contact direct ou éventuellement connectés au moins à une des électrodes par l'intermédiaire d'un revêtement supplémentaire, par exemple un revêtement collecteur de charge ; et en irradiant le dispositif photovoltaïque ainsi réalisée par un rayonnement électromagnétique adéquat, typiquement par la lumière du spectre solaire. Pour ce faire, il est préférable qu'une des électrodes laisse passer le rayonnement électromagnétique employé. Selon un autre aspect particulier, la présente invention a pour objet les dispositifs photovoltaïques comprenant, entre un matériau conducteur de trous et un matériau conducteur d'électrons, une couche à base d'un composé de formule (I) de type p et une couche à base d'un semi-conducteur de type n, où : la couche à base du composé de formule (I) est en contact avec la couche à base du semi-conducteur de type n ; R 2014/032 11 la couche à base du composé de formule (I) est à proximité du matériau conducteur de trous ; et la couche à base du semi-conducteur de type n est à proximité du matériau conducteur d'électrons.In particular, the inventors have now demonstrated that the materials of the invention prove to be suitable for ensuring a photovoltaic effect. In general, a photovoltaic effect is obtained by joint implementation of two different type of semiconductor compounds, namely: a first compound having a p-type semiconductor character; and a second compound having an n-type semiconductor character. These compounds are placed close to each other in a manner known per se (ie in direct contact or at least at a sufficiently small distance to ensure the photovoltaic effect) to form a p-n type junction. The electron-hole pairs created by light absorption are dissociated at the pn junction and the excited electrons can be conveyed by the n-type semiconductor towards the anode, the holes being led towards the cathode via the p-type semiconductor. In the context of the invention, the photovoltaic effect is typically obtained by placing a material based on a semiconductor of formula (I) above, which is also specifically of the p type, in contact with a semiconductor n-type between two electrodes, in direct contact or optionally connected to at least one of the electrodes via an additional coating, for example a charge collection coating; and irradiating the photovoltaic device thus produced with adequate electromagnetic radiation, typically by the light of the solar spectrum. To do this, it is preferable that one of the electrodes passes the electromagnetic radiation used. According to another particular aspect, the present invention relates to photovoltaic devices comprising, between a hole-conducting material and an electron-conducting material, a layer based on a compound of formula (I) of type p and a layer based on an n-type semiconductor, wherein: the layer based on the compound of formula (I) is in contact with the layer based on the n-type semiconductor; R 2014/032 11 the layer based on the compound of formula (I) is close to the hole-conducting material; and the n-type semiconductor layer is in proximity to the electron-conducting material.
Par « matériau conducteur de trous » au sens de la présente description, on entend un matériau qui est capable d'assurer une circulation du courant entre le semiconducteur de type p et le circuit électrique.For the purposes of the present description, the term "hole-conducting material" means a material which is capable of ensuring a flow of current between the p-type semiconductor and the electrical circuit.
Le semi-conducteur de type n employé dans les dispositifs photovoltaïques selon l'invention peut être choisi parmi tout semi-conducteur qui présente un caractère accepteur d'électrons plus marqué que le composé de formule (I) ou un composé favorisant l'évacuation des électrons. De préférence, le semi-conducteur de type n peut être un oxyde, par exemple ZnO, ou TiO2, ou un sulfure, par exemple ZnS.The n-type semiconductor employed in the photovoltaic devices according to the invention may be chosen from any semiconductor which exhibits an electron acceptor character which is more marked than the compound of formula (I) or a compound promoting the evacuation of electrons. Preferably, the n-type semiconductor may be an oxide, for example ZnO, or TiO 2, or a sulphide, for example ZnS.
Le matériau conducteur de trous employé dans les dispositifs photovoltaïques selon l'invention peut être par exemple un métal adapté, comme l'or, le tungstène, ou le molybdène ; ou un métal déposé sur un support, ou en contact avec un électrolyte, tel que Pt/FTO (platine déposé sur du dioxyde d'étain dopé au fluor) ; ou un oxyde conducteur comme de l'ITO (oxyde d'indium dopé étain), par exemple, déposé sur du verre ; ou un polymère conducteur de type p. Selon un mode de réalisation particulier, le matériau conducteur de trous peut comprendre un matériau conducteur de trous du type précité et un médiateur rédox, par exemple un électrolyte contenant le couple 12/I", dans quel cas, le matériau conducteur de trous est typiquement Pt/FTO. Le matériau conducteur d'électrons peut être, par exemple FTO, ou AZO (oxyde de zinc dopé aluminium), ou un semi-conducteur de type n. Dans un dispositif photovoltaïque selon l'invention, les trous générés à la jonction p-n sont extraits via le matériau conducteur de trous et les électrons sont extraits via le matériau conducteur d'électrons du type précités. Dans un dispositif photovoltaïque selon l'invention, il est préférable que le matériau conducteur de trous et/ou le matériau conducteur d'électrons soit un matériau au moins R 2014/032 12 partiellement transparent qui permet de laisser passer le rayonnement électromagnétique employé. Dans ce cas, le matériau au moins partiellement transparent est avantageusement placé entre la source du rayonnement électromagnétique incident et le semi-conducteur de type p.The hole-conducting material used in the photovoltaic devices according to the invention may be, for example, a suitable metal, such as gold, tungsten, or molybdenum; or a metal deposited on a support, or in contact with an electrolyte, such as Pt / FTO (platinum deposited on fluorine-doped tin dioxide); or a conductive oxide such as ITO (tin-doped indium oxide), for example, deposited on glass; or a p-type conductive polymer. According to a particular embodiment, the hole-conducting material may comprise a hole-conducting material of the aforementioned type and a redox mediator, for example an electrolyte containing the 12/1 "pair, in which case the hole-conducting material is typically Pt / FTO The electron-conducting material can be, for example FTO, or AZO (aluminum-doped zinc oxide), or an n-type semiconductor In a photovoltaic device according to the invention, the holes generated at the pn junction are extracted via the hole-conducting material and the electrons are extracted via the electron-conducting material of the aforementioned type.In a photovoltaic device according to the invention, it is preferable that the hole-conducting material and / or the conductive material electrons is at least a partially transparent material that allows the electromagnetic radiation to be passed in. In this case, the material at least s partially transparent is advantageously placed between the source of the incident electromagnetic radiation and the p-type semiconductor.
A cet effet, le matériau conducteur de trous peut par exemple être un matériau choisi parmi un métal ou un verre conducteur. Alternativement ou conjointement, le matériau conducteur d'électrons peut être au moins partiellement transparent, et on le choisit alors par exemple parmi FTO (dioxyde d'étain dopé au fluor), ou AZO (oxyde de zinc dopé aluminium), ou un semi-conducteur de type n. Selon un autre mode de réalisation intéressant, la couche à base d'un semiconducteur de type n qui est en contact avec la couche à base d'un composé de formule (I) de type p peut en outre être au moins partiellement transparente.For this purpose, the hole-conducting material may for example be a material chosen from a metal or a conductive glass. Alternatively or jointly, the electron-conducting material may be at least partially transparent, and is then chosen, for example, from FTO (fluorine-doped tin dioxide), or AZO (aluminum-doped zinc oxide), or a semiconductor. n-type conductor. According to another advantageous embodiment, the layer based on an n-type semiconductor which is in contact with the layer based on a compound of formula (I) of type p may also be at least partially transparent.
Par « matériau partiellement transparent », on entend ici un matériau qui laisse passer une partie au moins du rayonnement électromagnétique incident, utile pour fournir le photocourant, et qui peut être : un matériau qui n'absorbe pas totalement le champ électromagnétique incident ; et/ou un matériau qui est sous une forme ajourée (comportant typiquement des trous, des fentes ou des interstices) propre à laisser passer une partie du rayonnement électromagnétique sans que celui-ci rencontre le matériau. Le composé de formule (I) employé selon la présente invention est avantageusement utilisé sous la forme d'objets isotropes ou anisotropes ayant au moins une dimension inférieure à 50 pm, de préférence inférieure à 20 pm, typiquement inférieure à 10 pm, préférentiellement inférieure à 5 pm, généralement inférieure à 1 pm, plus avantageusement inférieure à 500 nm, par exemple inférieure à 200 nm, voire à 100 nm.By "partially transparent material" is meant here a material which passes at least part of the incident electromagnetic radiation, useful for providing the photocurrent, and which may be: a material which does not fully absorb the incident electromagnetic field; and / or a material which is in a perforated form (typically having holes, slots or gaps) capable of allowing part of the electromagnetic radiation to pass without the latter encountering the material. The compound of formula (I) employed according to the present invention is advantageously used in the form of isotropic or anisotropic objects having at least a dimension of less than 50 μm, preferably less than 20 μm, typically less than 10 μm, and preferably less than 20 μm. 5 μm, generally less than 1 μm, more preferably less than 500 nm, for example less than 200 nm, or even 100 nm.
Typiquement, la dimension inférieure à 50 pm peut être : le diamètre moyen dans le cas d'objets isotropes ; l'épaisseur ou le diamètre transversal dans le cas d'objets anisotropes. Selon une première variante, les objets à base d'un composé de formule (I) sont R 2014/032 13 des particules, ayant typiquement des dimensions inférieures à 10 pm. Ces particules sont de préférence obtenues selon l'un des procédés de préparation de l'invention.Typically, the dimension less than 50 μm may be: the average diameter in the case of isotropic objects; thickness or transverse diameter in the case of anisotropic objects. According to a first variant, the objects based on a compound of formula (I) are particles, typically having dimensions less than 10 .mu.m. These particles are preferably obtained according to one of the preparation methods of the invention.
Par « particules », on entend ici des objets isotropes ou anisotropes, qui peuvent être des particules individuelles, ou bien des agrégats. Les dimensions des particules auxquelles il est fait référence ici peuvent typiquement être mesurées par microscopie électronique à balayage (MEB).By "particles" is meant here isotropic or anisotropic objects, which may be individual particles, or aggregates. The particle sizes referred to herein can typically be measured by scanning electron microscopy (SEM).
Avantageusement, le composé de formule (I) est sous la forme de particules anisotropes de type plaquette, ou d'agglomérats de quelques dizaines à quelques centaines de particules de ce type, ces particules de type plaquette ayant typiquement des dimensions restant inférieures à 5 pm, (préférentiellement inférieures à 1 pm, plus avantageusement inférieures à 500 nm), avec une épaisseur qui reste typiquement inférieure à 500 nm, par exemple inférieure à 100 nm. Les particules du type décrit selon la première variante peuvent typiquement être employées à l'état déposé sur un support conducteur ou semi-conducteur de type n. Une plaque d'ITO ou de métal recouverte de particules de formule (I) de type p selon l'invention peut ainsi, par exemple jouer le rôle d'une électrode photoactive pour un dispositif de type photoélectrochimique qui peut être utilisé notamment comme photodétecteur. Typiquement, un dispositif de type photoélectrochimique mettant en oeuvre une électrode photoactive du type précité, comprend un électrolyte qui est généralement une solution de sel, par exemple, une solution de KCI, ayant typiquement une concentration de l'ordre de 1 M, dans lequel sont plongées : une électrode photoactive du type précité (plaque d'ITO ou métal recouverts de particules de composé de formule (I) selon l'invention) ; une électrode de référence ; et une contre-électrode ; ces trois électrodes étant liées entre elles, typiquement par un potentiostat.Advantageously, the compound of formula (I) is in the form of platelet-type anisotropic particles, or agglomerates of a few tens to a few hundreds of particles of this type, these platelet-type particles typically having dimensions remaining less than 5 μm. , (preferably less than 1 μm, more preferably less than 500 nm), with a thickness which typically remains less than 500 nm, for example less than 100 nm. Particles of the type described according to the first variant can typically be employed in the state deposited on an n-type conductive or semiconductor support. A plate of ITO or metal covered with particles of formula (I) p type according to the invention can thus, for example play the role of a photoactive electrode for a photoelectrochemical device that can be used in particular as a photodetector. Typically, a photoelectrochemical type device employing a photoactive electrode of the aforementioned type comprises an electrolyte which is generally a salt solution, for example a KCl solution, typically having a concentration of the order of 1 M, in which are dipped: a photoactive electrode of the aforementioned type (ITO plate or metal covered with particles of compound of formula (I) according to the invention); a reference electrode; and a counter electrode; these three electrodes being interconnected, typically by a potentiostat.
R 2014/032 14 Selon un mode de réalisation possible, le dispositif électrochimique peut comprendre : à titre d'électrode photoactive : un support (tel qu'une plaque d'ITO) recouvert des particules de composé de formule (I); à titre d'électrode de référence : par exemple, une électrode Ag/AgCI ; et à titre de contre-électrode : par exemple, un fil de platine ; ces trois électrodes étant liées entre elles, typiquement par un potentiostat. Lorsqu'un dispositif électrochimique de ce type est placé sous une source lumineuse, sous l'effet d'irradiation, des paires électrons-trous se forment et sont dissociées. Lorsque l'électrolyte est une solution aqueuse, ce qui est le plus souvent le cas, l'eau dans l'électrolyte est réduite à proximité de l'électrode photoactive par les électrons générés, produisant de l'hydrogène et des ions OH". Les ions OH- ainsi produits vont migrer vers la contre-électrode via l'électrolyte ; et les trous du composé de formule (I) vont être extraits via le conducteur du type ITO et vont entrer dans le circuit électrique externe. Finalement, l'oxydation des OH- se réalise à l'aide des trous à proximité de la contre-électrode en produisant de l'oxygène. La mise en mouvement de ces charges (trous et électrons), induite par l'absorption de la lumière du composé de formule (I), génère un photocourant. Le dispositif peut notamment être utilisé comme photodétecteur, le photocourant n'étant généré que lorsque le dispositif est éclairé. Une électrode photoactive telle que décrite ci-dessus peut notamment être réalisée en employant une suspension, comprenant les particules d'un composé de formule (I) du type précité dispersés dans un solvant, et en déposant cette suspension sur un support, par exemple une plaque de verre recouvert d'ITO ou une plaque de métal, par la voie humide ou toute méthode d'enduction, par exemple, par dépôt de gouttes (« drop-casting » en anglais), centrifugation (« spin-coating » en anglais), trempage (« dip- coating » en anglais), jet d'encre ou encore par sérigraphie. Pour plus de détail à ce sujet, on pourra se reporter à l'article : R. M. Pasquarelli, D. S. Ginley, R. O'Hayre, dans Chem. Soc. Rev., vol 40, pp. 5406-5441, 2011. De préférence, les particules à base d'un composé de formule (I) qui sont présentes dans la suspension ont un diamètre moyen tel R 2014/032 15 que mesuré par granulométrie laser (par exemple, au moyen d'une granulométrie laser de type Malvern) qui est inférieur à 5 pm. Selon un mode de réalisation préférentiel, les particules de composé de formule (I) peuvent être préalablement dispersées dans un solvant, par exemple, le terpineol ou l'éthanol. La suspension contenant les particules de composé de formule (I) peut être déposée sur un support, par exemple une plaque recouverte d'oxyde conducteur.According to a possible embodiment, the electrochemical device may comprise: as a photoactive electrode: a support (such as an ITO plate) coated with particles of compound of formula (I); as a reference electrode: for example, an Ag / AgCl electrode; and as a counter-electrode: for example, a platinum wire; these three electrodes being interconnected, typically by a potentiostat. When an electrochemical device of this type is placed under a light source, under the effect of irradiation, electron-hole pairs are formed and are dissociated. When the electrolyte is an aqueous solution, which is most often the case, the water in the electrolyte is reduced near the photoactive electrode by the electrons generated, producing hydrogen and OH - ions. The OH-ions thus produced will migrate towards the counter-electrode via the electrolyte, and the holes of the compound of formula (I) will be extracted via the ITO-type conductor and will enter the external electrical circuit. oxidation of OH- is carried out using the holes near the counter-electrode producing oxygen.The setting in motion of these charges (holes and electrons), induced by the absorption of light from the compound of Formula (I) generates a photocurrent The device can in particular be used as a photodetector, the photocurrent being generated only when the device is illuminated A photoactive electrode as described above can in particular be produced using a suspension, comprising the particles of a compound of formula (I) of the aforementioned type dispersed in a solvent, and depositing this suspension on a support, for example an ITO-coated glass plate or a metal plate, by the wet or any coating method, for example, by drop-casting, centrifugation (spin-coating), dipping (dip-coating), jet of ink or by screen printing. For more details on this subject, see R. R. Pasquarelli, D. S. Ginley, R. O'Hayre, Chem. Soc. Rev., Vol 40, pp. 5406-5441, 2011. Preferably, the particles based on a compound of formula (I) which are present in the suspension have an average diameter such as that measured by laser particle size (for example, by means of a Malvern type laser particle size which is less than 5 μm. According to a preferred embodiment, the particles of compound of formula (I) may be previously dispersed in a solvent, for example, terpineol or ethanol. The suspension containing the particles of compound of formula (I) may be deposited on a support, for example a conductive oxide coated plate.
Selon une deuxième variante de l'invention qui se révèle bien adaptée à la réalisation de dispositifs photovoltaïques, le composé de formule (I) est sous la forme d'une couche continue à base du composé de formule (I) dont l'épaisseur est inférieure à 50 pm, de préférence inférieure à 20 pm, plus avantageusement inférieure à 10 pm, par exemple inférieure à 5 pm et typiquement supérieure à 500 nm.According to a second variant of the invention which proves to be well suited to the production of photovoltaic devices, the compound of formula (I) is in the form of a continuous layer based on the compound of formula (I), the thickness of which is less than 50 μm, preferably less than 20 μm, more preferably less than 10 μm, for example less than 5 μm and typically greater than 500 nm.
Par « couche continue », on entend ici un dépôt homogène réalisé sur un support et recouvrant ledit support, non obtenu par un simple dépôt d'une dispersion de particules sur le support.By "continuous layer" is meant here a homogeneous deposit made on a support and covering said support, not obtained by simply depositing a dispersion of particles on the support.
La couche continue à base d'un composé de formule (I) de type p selon cette variante particulière de l'invention est typiquement placée à proximité d'une couche d'un semi-conducteur de type n, entre un matériau conducteur de trous et un matériau conducteur d'électrons, pour former un dispositif photovoltaïque destiné à fournir un effet photovoltaïque.The continuous layer based on a p-type compound of formula (I) according to this particular variant of the invention is typically placed in the vicinity of a n-type semiconductor layer between a hole conductive material. and an electron conducting material for forming a photovoltaic device for providing a photovoltaic effect.
Un semi-conducteur de type n dans l'utilisation selon l'invention peut être un oxyde conducteur, par exemple ZnO, ou TiO2, ou un sulfure, par exemple ZnS. Par ailleurs, on entend par couche « à base du composé de formule (I) » une couche comprenant du composé de formule (I), de préférence à raison d'au moins 50% 30 en masse, voire à raison d'au moins 75% en masse. Selon un mode de réalisation, la couche continue selon la deuxième variante est essentiellement constituée par du composé de formule (I), et elle comprend typiquement au moins 95% en masse, voire au moins 98% en masse, plus préférentiellement au moins 99% en masse du composé de formule (I).An n-type semiconductor in the use according to the invention may be a conductive oxide, for example ZnO, or TiO 2, or a sulphide, for example ZnS. Furthermore, the term "layer based on the compound of formula (I)" means a layer comprising the compound of formula (I), preferably at least 50% by weight, or even at least 50% by weight. 75% by weight. According to one embodiment, the continuous layer according to the second variant consists essentially of the compound of formula (I), and typically comprises at least 95% by weight, or even at least 98% by weight, more preferably at least 99% by weight. by mass of the compound of formula (I).
R 2014/032 16 La couche continue à base d'un composé de formule (I) employé selon ce mode de réalisation peut prendre plusieurs formes. La couche continue peut notamment comprendre une matrice polymère et, dispersées au sein de cette matrice, des particules à base d'un composé de formule (I), typiquement de dimensions inférieures à 10 pm, voire inférieure à 5 pm, notamment du type de celles employées dans le premier mode de l'invention. Typiquement, la matrice polymère comprend un polymère conducteur de type p, 10 qui peut notamment être choisi parmi les dérivés du polythiophène, plus particulièrement parmi les dérivés du poly(3,4-ethylènedioxythiophène):poly(styrènesulfonate) (PEDOT:PSS). Les particules à base du composé de formule (I) présentes dans la matrice 15 polymère ont de préférence, des dimensions inférieures à 5 pm, qui peuvent notamment être déterminées par MEB. L'invention va maintenant être illustrée plus en détails, en référence aux exemples illustratifs donnés ci-après et aux Figures ci-annexées, sur lesquelles : 20 - la Figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une cellule photoélectrochimique utilisée dans l'exemple 4 décrit ci-après ; - la Figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif photodétecteur ; 25 - la Figure 3 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif photovoltaïque ; - la Figure 4 est une représentation schématique en coupe d'un dispositif photovoltaïque selon l'invention, non exemplifié. 30 Sur la Figure 1 est représentée une cellule photoélectrochimique 10 qui comprend : - une électrode photoactive 11 constituée par un support 12 à base d'un verre recouvert d'une couche conductrice d'ITO de 2 cm x 1 cm sur lequel a été déposé sur toute la surface une couche 13 d'épaisseur de l'ordre de 1 pm à base de particules 14 R 2014/032 17 d'un composé de formule (I) selon l'invention, les particules 14 ont été préalablement dispersées dans du terpinéol puis déposées par enduction (« Doctor Blade Coating » en anglais) sur la plaque de verre conducteur 11. - une électrode de référence (Ag/AgCI) 15 ; et - une contre-électrode (fil de platine) 16 ; Les trois électrodes 11, 15 et 16 sont plongées dans un électrolyte 17 de KCI à 1M. Les trois électrodes sont reliées par un potentiostat 18. Sur la Figure 2 est représenté un dispositif photodétecteur 20 qui comprend des particules 21 d'un composé de formule (I) selon l'invention. Ce dispositif comprend une couche 22 FTO d'épaisseur de l'ordre de 500 nm sur laquelle est électrodéposée une couche 23 d'épaisseur de l'ordre 1 pm à base de ZnO. La couche 24 d'épaisseur de l'ordre de 1 pm à base des particules 21 d'un composé de formule (I) selon l'invention est déposée à la surface de la couche 23 par dépôt des gouttes à partir d'une suspension de particules d'un composé de formule (I) selon l'invention à 25-30% en masse dans l'éthanol. Une couche d'or 25 d'épaisseur de l'ordre de 1 pm déposée sur la couche 24 par évaporation. Sur la Figure 3 est représenté le dispositif photovoltaïque 30 qui comprend des particules 31 d'un composé de formule (I) selon l'invention. Ce dispositif comprend une couche 32 FTO d'épaisseur de l'ordre de 500 nm sur laquelle est électrodéposée une couche 33 d'épaisseur de l'ordre 1 pm à base de ZnO. La couche 34 d'épaisseur de l'ordre de 1 pm à base des particules 31 d'un composé de formule (I) selon l'invention est déposée à la surface de la couche 33 par dépôt des gouttes à partir d'une suspension de particules de formule (I) selon l'invention à 25-30% en masse dans l'éthanol. Un électrolyte contenant le couple de 12/1- 35 servant de médiateur redox est déposé par dépôt des gouttes sur la surface de la couche 34, et sur lequel une couche d'or 36 d'épaisseur de l'ordre de 1 pm étant déposée par évaporation.The continuous layer based on a compound of formula (I) employed according to this embodiment can take several forms. The continuous layer may in particular comprise a polymer matrix and, dispersed within this matrix, particles based on a compound of formula (I), typically of dimensions less than 10 μm, or even less than 5 μm, in particular of the type of those used in the first embodiment of the invention. Typically, the polymer matrix comprises a p-type conductive polymer, which may especially be chosen from polythiophene derivatives, more particularly from poly (3,4-ethylenedioxythiophene) derivatives: poly (styrenesulfonate) (PEDOT: PSS). The particles based on the compound of formula (I) present in the polymer matrix preferably have dimensions less than 5 μm, which can in particular be determined by SEM. The invention will now be further illustrated with reference to the illustrative examples given below and the appended figures, in which: FIG. 1 is a diagrammatic sectional representation of a photoelectrochemical cell used in FIG. Example 4 described below; - Figure 2 is a schematic sectional representation of a photodetector device; Figure 3 is a schematic sectional representation of a photovoltaic device; - Figure 4 is a schematic sectional representation of a photovoltaic device according to the invention, not exemplified. FIG. 1 shows a photoelectrochemical cell 10 which comprises: a photoactive electrode 11 constituted by a support 12 based on a glass covered with a 2 cm × 1 cm ITO conductive layer on which has been deposited over the entire surface a layer 13 of thickness of about 1 pm based on particles of a compound of formula (I) according to the invention, the particles 14 have been previously dispersed in terpineol then deposited by coating ("Doctor Blade Coating" in English) on the conductive glass plate 11. - a reference electrode (Ag / AgCl) 15; and - a counter-electrode (platinum wire) 16; The three electrodes 11, 15 and 16 are immersed in an electrolyte 17 of KCI at 1M. The three electrodes are connected by a potentiostat 18. In FIG. 2 is shown a photodetector device 20 which comprises particles 21 of a compound of formula (I) according to the invention. This device comprises a layer 22 FTO of thickness of the order of 500 nm on which is electrodeposed a layer 23 of thickness of the order 1 pm based on ZnO. The layer 24 of thickness of the order of 1 μm based on the particles 21 of a compound of formula (I) according to the invention is deposited on the surface of the layer 23 by depositing drops from a suspension of particles of a compound of formula (I) according to the invention at 25-30% by weight in ethanol. A gold layer 25 of thickness of the order of 1 μm deposited on the layer 24 by evaporation. In Figure 3 is shown the photovoltaic device 30 which comprises particles 31 of a compound of formula (I) according to the invention. This device comprises a layer 32 FTO of thickness of the order of 500 nm on which is electrodeposed a layer 33 of thickness of the order 1 pm based on ZnO. The layer 34 of thickness of the order of 1 μm based on the particles 31 of a compound of formula (I) according to the invention is deposited on the surface of the layer 33 by depositing drops from a suspension of particles of formula (I) according to the invention at 25-30% by weight in ethanol. An electrolyte containing the pair of 12 / 1- redox mediator is deposited by depositing drops on the surface of the layer 34, and on which a gold layer 36 of thickness of the order of 1 pm being deposited by evaporation.
Sur la Figure 4 est représenté le dispositif photovoltaïque 40 qui comprend une couche 41 à base de particules d'un composé de formule (i) selon l'invention déposées sur une couche 42 à base de ZnO par enduction, la couche 42 à base de ZnO étant préparée par la dépôt sol-gel, la couche 41 étant en contact avec d'une couche 43 d'or et la couche 42 à base du ZnO étant en contact avec une couche FTO 44. 3019539 R 2014/032 18 La mise en contact d'un composé de formule (I) selon l'invention avec un semiconducteur de type n ZnO forme une jonction p-n. Lorsque le dispositif est placé sous une source lumineuse, les électrons générés vont dans le ZnO et les trous générés restent dans le composé de formule (I) selon l'invention. Le ZnO est en contact avec du FTO (conducteur des électrons) pour en extraire les électrons et le composé de formule (I) selon l'invention est en contact avec de l'or (conducteur des trous) pour en extraire les trous. 10 Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLES EXEMPLE 1 15 Procédé de - ré - aration des - articules BiCu 5A 50S - ar bro a - e solide On a préparé une poudre de BiCu0,5Ago,50S par broyage réactif à température ambiante, selon le protocole suivant : 1,028 g de Bi2S3, 1,864 g de Bi203, 0,477 g de Cu2S et 0,744 g de Ag2S sont 20 placés dans un mortier en agate en présence de billes de broyage en agate. Le mortier est alors couvert et placé dans un broyeur planétaire de type Fritsch N° 6 avec une vitesse de rotation de l'ordre de 500 tr/min. Le broyage se poursuit pendant 120 min jusqu'à l'obtention d'une phase pure. 25 Le composé obtenu C1 caractérisé par diffraction des rayons X présente les paramètres de maille tétragonale suivants : a = 3,866 A, c = 8,5805 A, V = 128,27 A3. EXEMPLE 2 0 05 ar bro a - e solide Procédé de - ré - aration des - articules BiCu0S0 95 30 On a préparé une poudre de BiCu0S0,510,5 par broyage réactif à température ambiante, selon le protocole suivant : 1,028 g de Bi2S3, 1,864 g de Bi2O3, 0,906 g de Cu2S et 0,114 g de Cul sont placés dans un mortier en agate en présence de billes de broyage en agate.FIG. 4 shows photovoltaic device 40 which comprises a layer 41 based on particles of a compound of formula (I) according to the invention deposited on a layer 42 based on ZnO by coating, layer 42 based on ZnO being prepared by the sol-gel deposition, the layer 41 being in contact with a layer 43 of gold and the layer 42 based on the ZnO being in contact with a layer FTO 44. 3019539 R 2014/032 18 in contact with a compound of formula (I) according to the invention with an n-type semiconductor ZnO forms a pn junction. When the device is placed under a light source, the electrons generated go into the ZnO and the holes generated remain in the compound of formula (I) according to the invention. ZnO is in contact with FTO (electron conductor) to extract the electrons and the compound of formula (I) according to the invention is in contact with gold (conductor holes) to extract the holes. The following examples illustrate the invention without, however, limiting its scope. EXAMPLES EXAMPLE 1 BiCu 5A 50S - solid arrocyte reshaping procedure BiCu0.5Ag0.5S powder was prepared by reactive grinding at room temperature according to the following protocol: 1.028 g of Bi2S3 1.864 g of Bi 2 O 3, 0.477 g of Cu 2 S and 0.744 g of Ag 2 S are placed in an agate mortar in the presence of agate grinding beads. The mortar is then covered and placed in a Fritsch No. 6 planetary mill with a rotation speed of the order of 500 rpm. The grinding is continued for 120 min until a pure phase is obtained. The resulting compound C1, characterized by X-ray diffraction, has the following tetragonal mesh parameters: a = 3.866 Å, c = 8.5805 Å, V = 128.27 Å. EXAMPLE 20 Solid-Bromine BiCu0S0 95 Arbitration Procedure A BiCu0S0.510.5 powder was prepared by reactive grinding at room temperature, according to the following protocol: 1.028 g of Bi2S3, 1.864 g of Bi 2 O 3, 0.906 g of Cu 2 S and 0.114 g of Cul are placed in an agate mortar in the presence of agate grinding beads.
R 2014/032 19 Le mortier est alors couvert et placé dans un broyeur planétaire de type Fritsch N° 6 avec une vitesse de rotation de l'ordre de 500 tr/min. Le broyage se poursuit pendant 120 min jusqu'à l'obtention d'une phase pure.The mortar is then covered and placed in a Fritsch No. 6 type planetary mill with a rotation speed of the order of 500 rpm. The grinding is continued for 120 min until a pure phase is obtained.
Le composé obtenu C2 caractérisé par diffraction des rayons X présente les paramètres de maille tétragonale suivants : a = 3,88 A, c = 9,595 A, V = 129,47 A3. EXEMPLE 3 Procédé de - ré -aration des - articules BiCuo 7Zno 30S - ar bro a - e solide On a préparé une poudre de BiCuo,,Zno,30S par broyage réactif à température ambiante, selon le protocole suivant : 0,720 g de Bi2S3, 1,584 g de Bi203, 0,668 g de Cu2S et 0,349 g de ZnS sont placés dans un mortier en agate en présence de billes de broyage en agate.The compound obtained C2, characterized by X-ray diffraction, has the following tetragonal mesh parameters: a = 3.88A, c = 9.595A, V = 129.47A. EXAMPLE 3 Process for Re-labeling BiCuo 7 Zno 30S-Arbro-Solid Compounds Biocontrol powder was prepared by reactive grinding at room temperature according to the following protocol: 0.720 g of Bi2S3, 1.584 g of Bi 2 O 3, 0.668 g of Cu 2 S and 0.349 g of ZnS are placed in an agate mortar in the presence of agate grinding beads.
Le mortier est alors couvert et placé dans un broyeur planétaire de type Fritsch N° 6 avec une vitesse de rotation de l'ordre de 500 tr/min. Le broyage se poursuit pendant 120 min jusqu'à l'obtention d'une phase pure. Le composé obtenu C3 caractérisé par diffraction des rayons X présente les paramètres de maille tétragonale suivants : a = 3,870 A, c = 8,571 A, V = 128,36 A3. EXEMPLE 4 Procédé de - ré - aration des - articules BiCuo7Zn OS artir de récurseurs solubles 1) Solution du précurseur Bismuth (50mL à 0,1 M) : Dans un récipient, on ajoute 4 mL de HNO3 concentré (commercial 52,5%) à 2,425 g de BiNO3.5H20 puis l'on dilue avec 10mL d'eau. Dans un autre bécher, on mélange 3 g d'hydroxyde de sodium avec 3 g de tartrate de sodium dibasique (C4H4Na2O6 - 2H20). Les deux solutions obtenues sont mélangées rapidement. Un précipité blanc se forme et disparaît aussitôt. La solution obtenue est de couleur transparente. Elle est ensuite diluée jusqu'à un volume de 50 mL avec de l'eau.The mortar is then covered and placed in a Fritsch No. 6 planetary mill with a rotation speed of the order of 500 rpm. The grinding is continued for 120 min until a pure phase is obtained. The compound obtained C3 characterized by X-ray diffraction has the following tetragonal mesh parameters: a = 3.870 Å, c = 8.571 Å, V = 128.36 Å. EXAMPLE 4 Method for Re-establishing BiCuo7Zn OS Articules with Soluble Recursors 1) Bismuth Precursor Solution (50mL at 0.1M): 4 mL of concentrated HNO3 (commercial 52.5%) is added to a vessel to 2.425 g BiNO3.5H20 and then diluted with 10 mL of water. In another beaker, 3 g of sodium hydroxide are mixed with 3 g of dibasic sodium tartrate (C 4 H 4 Na 2 O 6 - 2H 2 O). The two solutions obtained are mixed rapidly. A white precipitate forms and disappears immediately. The resulting solution is transparent in color. It is then diluted to a volume of 50 mL with water.
R 2014/032 20 2) Solution du précurseur de Cuivre I et de Zinc (Il) (50mL à 0,1 M de concentration cation (Cu+Zn) 0,992 g de sulfate de cuivre pentahydrate (CuSO4. 5H2O) et 0,285 g de sulfate de zinc heptahydrate sont dissous dans 30 mL d'eau distillée. On ajoute 1,5 mL d'ammoniaque concentrée (28%) et l'on obtient une solution de couleur bleu sombre. On ajoute alors 15 g de thiosulfate de sodium pentahydrate. Le mélange est chauffé modérément (50°C) pendant quatre heures. On obtient une solution incolore. Il est préférable d'utiliser des récipients fermés pour éviter l'oxydation du Cuivre (I). 3) Solution de Na2S 12,25g de Na2S.9 H2O sont dissous dans 100mL d'eau distillée. 4) Formation du composé Les solutions préparées précédemment contenant le Bi et (Cu(+ Zn) sont mélangées rapidement. Un précipité blanc se forme et disparait aussitôt. Le mélange est chauffé à la température de 90°C. La solution de Na2S est chauffée à 90°C. Lorsque les deux solutions sont à la température désirée, la solution des cations (Bi,Cu,Zn) est ajoutée dans la solution de Na2S. Un précipité noir se forme immédiatement. La solution est agitée à 90°C pendant quatre heures. Elle est ensuite filtrée, lavée avec de l'eau distillée et séchée à 80°C dans une étuve. Le produit obtenu présente une phase unique quand il est observé en diffraction des rayons X.R 2014/032 2) Solution of the precursor of Copper I and Zinc (II) (50mL at 0.1M concentration of cation (Cu + Zn) 0.992 g of copper sulfate pentahydrate (CuSO4.5H2O) and 0.285 g of Zinc sulphate heptahydrate are dissolved in 30 ml of distilled water 1.5 ml of concentrated ammonia (28%) are added and a dark blue solution is obtained, 15 g of sodium thiosulfate pentahydrate are then added. The mixture is heated moderately (50 ° C) for four hours to give a colorless solution.It is preferable to use closed containers to avoid oxidation of Copper (I) 3) Na2S solution 12.25 g of Na2S.9H2O are dissolved in 100mL of distilled water. 4) Formation of the compound The previously prepared solutions containing Bi and (Cu (+ Zn) are mixed rapidly, a white precipitate forms and disappears immediately.The mixture is heated to a temperature of 90 ° C. The Na2S solution is heated. at 90 ° C. When both solutions are at the desired temperature, the solution of the cations (Bi, Cu, Zn) is added to the Na 2 S solution, a black precipitate is formed immediately, the solution is stirred at 90 ° C. After four hours, it is filtered, washed with distilled water and dried in an oven at 80 ° C. The product obtained has a single phase when it is observed by X-ray diffraction.
EXEMPLE 5 Utilisation des com - osés C à C3 dans un dis - ositif - hotoélectrochimi - ue On a utilisé le dispositif décrit sur la Figure 1, en polarisant l'électrode de travail à un potentiel de -0,8 V vs Ag/AgCI. Le système est irradié sous une lampe à incandescence (dont la température de couleur est à 2700 K) alternant des périodes d'obscurité et des périodes lumineuses. L'intensité du courant a augmenté lorsque le système a été placé à la lumière. Il s'agit d'un photocourant ce qui confirme l'aptitude de chacun des composés C1 à C3 à générer un photocourant. Ce photocourant est R 2014/032 21 cathodique (c'est-à-dire négatif) ce qui est en accord avec le fait que chacun de ces composés C1 à C3 est un semi-conducteur de type p. Pour chacun des composés C1 à C5 les mesures du photocourant obtenu sont les suivantes : Composé Photocourant (pA.cm-2) Composé C1 75 Composé C2 150 Composé C3 100 R 2014/032EXAMPLE 5 Use of the compounds C to C3 in a hot-electrochemical device The device described in FIG. 1 was used by polarizing the working electrode to a potential of -0.8 V vs Ag / AgCl. . The system is irradiated under an incandescent lamp (whose color temperature is 2700 K) alternating periods of darkness and periods of light. The intensity of the current increased when the system was placed in the light. It is a photocurrent which confirms the ability of each of the compounds C1 to C3 to generate a photocurrent. This photocurrent is cathodic (i.e., negative), which is consistent with the fact that each of these compounds C1 to C3 is a p-type semiconductor. For each of the compounds C1 to C5, the photocurrent values obtained are as follows: Photocurrent compound (pA.cm-2) Compound C1 75 Compound C2 150 Compound C3 100 R 2014/032
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